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【匂いを嗅ぐ仕組みを解明】嗅上皮・嗅細胞から脳へ伝わるまで

大槻 和樹 大槻 和樹 • 更新: • 公開: • 読了約 19 分
目次

匂いを嗅いだとき、最初に働くのは鼻の奥にある嗅上皮(きゅうじょうひ)だ。ここには匂いを検知する嗅細胞と呼ばれる神経細胞が集まっている。私たちが普段意識する鼻の穴や鼻毛だけでなく、鼻腔の上部にある小さな感覚組織が嗅覚の出発点になっている。

嗅上皮と嗅細胞が匂いをキャッチする

空気中の匂い分子は、呼吸とともに鼻腔へ入る。その一部が鼻腔上部の嗅上皮に到達すると、表面を覆う粘液に取り込まれ、嗅細胞から伸びる嗅繊毛に接触する。

嗅上皮には、主に次の細胞が存在する。

- 嗅細胞(嗅覚受容神経細胞): 匂い分子を検知し、電気信号を脳へ送る。
- 支持細胞: 嗅細胞の周囲を支え、嗅上皮の環境を維持する。
- 基底細胞: 嗅細胞などの新しい細胞を生み出す役割を担う。

嗅細胞は一般的な皮膚細胞とは異なり、脳へ直接情報を送る神経細胞である。嗅上皮では基底細胞をもとに嗅細胞が補充される仕組みも備わっている。こうした再生能力は、嗅覚を維持するうえで重要な特徴だ。

嗅覚受容体と匂い分子が結びつく仕組み

嗅細胞の嗅繊毛には、嗅覚受容体というタンパク質が存在する。これは特定の匂い分子、またはその構造的特徴を持つ分子に反応するセンサーのようなものだ。

匂い分子が受容体に結合すると、細胞内部で化学反応が始まる。哺乳類の代表的な経路では、嗅覚に特有のGタンパク質であるGolfが活性化し、アデニル酸シクラーゼを介して細胞内の環状AMP(cAMP)が増加する。その結果、イオンチャネルが開き、ナトリウムイオンやカルシウムイオンが細胞内へ流入する。

この電気的な変化によって嗅細胞が興奮し、活動電位という神経信号が発生する。つまり、空気中の化学物質が神経の電気信号へ変換されるのだ。

嗅球が情報を整理して脳へ送る

嗅細胞で生まれた神経信号は、嗅神経を通って脳の前方下面に位置する嗅球へ届く。

嗅球には糸球体(しきゅうたい)と呼ばれる神経回路の集約地点がある。同じ種類の嗅覚受容体を発現する嗅細胞からの信号は、対応する糸球体に集まる。ここで情報が整理され、さらに高次の脳領域へ伝えられる。

脳は一つの匂い分子だけで匂いを判断しているわけではない。複数の受容体が異なる強さで反応する組み合わせを読み取り、匂いの種類や特徴を識別する。これを組み合わせ符号化と呼ぶ。

例えば、コーヒーの香りのように多数の揮発性成分を含む匂いは、複数の受容体と神経回路の反応パターンによって認識される。単純な一対一の対応ではなく、複雑な情報処理によって香りが成立している。

匂いを嗅ぐ経路は2種類ある

嗅覚には、鼻から直接匂いを取り込む経路だけでなく、口の中から鼻へ香りが届く経路もある。

この2つは、オルソネーザルとレトロネーザルという専門用語で区別される。

- オルソネーザル(Orthonasal): 鼻孔から空気と一緒に匂い分子を吸い込み、嗅上皮で検知する経路。
- レトロネーザル(Retronasal): 食べ物を噛んだり飲み込んだりした際に放出される香りが、喉の奥から鼻腔へ抜けて嗅上皮に届く経路。

料理を食べたときに鼻をつまむと味わいが大きく変わるのは、このレトロネーザル経路が妨げられるためだ。

舌は甘味・酸味・塩味・苦味・うま味などの基本味を受け取る。一方、食べ物の複雑な風味には嗅覚が大きく関わっている。風邪で鼻が詰まると、食べ物の味が薄くなったように感じるのも、この仕組みで説明できる。

【匂いと記憶・心理の深い関係】脳は香りに何を結びつけるのか

匂いを嗅ぐ

特定の香水を嗅ぐと昔の恋人を思い出す。実家の料理の香りで子どものころの食卓がよみがえる。こうした体験は、嗅覚と記憶、感情の結びつきを示す身近な例だ。

嗅覚が記憶と強く結びつく背景には、嗅球から大脳の情報処理領域へ向かう神経経路がある。

扁桃体と海馬が匂いに感情や記憶を結びつける

嗅球から送られた情報は、梨状皮質などの嗅覚関連領域に伝わる。加えて、感情処理に関わる扁桃体や、記憶の形成・想起に関係する海馬周辺の領域とも連携する。

それぞれの役割を整理すると、次のようになる。

- 梨状皮質: 匂いの特徴や化学的な情報を処理する。
- 扁桃体: 匂いに対する快・不快や感情的な意味づけに関わる。
- 嗅内皮質: 嗅覚情報と記憶に関係する情報をつなぐ。
- 海馬: 場所や出来事などのエピソード記憶に関わる。

2024年にNatureに掲載された研究では、覚醒状態にある人間の脳から単一ニューロンの活動を記録し、匂いに対する神経活動を調べた。

その結果、梨状皮質、扁桃体、嗅内皮質、海馬で匂いに応じた神経活動が確認された。梨状皮質の神経細胞は匂いの化学的な識別に関係し、扁桃体の活動は主観的な快・不快の評価と関連していた。海馬の活動は、匂いの識別成績を予測する情報を示した。

この研究は、人間の脳における匂いの処理が単純な感覚入力ではなく、感情や記憶、認知を含む複数の領域で行われていることを示している。

なぜ匂いを嗅ぐと昔の記憶がよみがえるのか

匂いをきっかけに過去の個人的な記憶がよみがえる現象は、一般に「プルースト現象」と呼ばれる。

名前の由来は、フランスの作家マルセル・プルーストの小説『失われた時を求めて』にある。作中では、マドレーヌを紅茶に浸して口にした体験から、幼少期の記憶がよみがえる描写が登場する。

厳密には、これは匂いだけでなく味や食感、温度なども関係した体験だ。それでも、匂いが自伝的記憶を呼び起こす現象を説明する代表的な概念として使われている。

匂いが記憶を呼び起こしやすい理由の一つは、嗅覚情報が感情や記憶に関係する脳領域と密接に結びついていることだ。香りを経験した当時の感情や場所、人物などが一緒に記憶されていると、同じ匂いに再び触れた際に関連する記憶が活性化することがある。

匂いの感じ方は言葉や経験によって変わる

同じ香りを嗅いでも、人によって表現が異なることがある。「甘い」「青臭い」「懐かしい」「清潔感がある」など、匂いを表現する言葉は多様だ。

こうした違いは、嗅覚受容体の反応だけでなく、過去の経験や言語による分類、文化的な背景が匂いの認識に影響するためと考えられている。

2025年2月にCambridge University Pressの学術誌『Language and Cognition』で公開された研究では、中国語と英語を使うバイリンガル参加者を対象に、言葉によるラベルが匂いの分類学習に与える影響を調べた。

4日間の学習後、言葉を与えられたグループは、言葉を与えられなかった対照群より数値上は良い成績を示した。ただし、グループ間の差は統計的有意性に達していない。言葉が嗅覚の分類に影響する可能性は示されたものの、言葉を付ければ必ず匂いを正確に識別できるという結果ではない。

嗅覚と記憶の関係を整理すると

匂いが鼻から脳へ伝わり、記憶や感情と結びつくまでの関係を

関連する部位・要素 主な役割 匂いとの関係 嗅上皮・嗅細胞 匂い分子の検知 化学刺激を神経信号へ変換する 嗅球 神経情報の整理 受容体ごとの情報を集約する 梨状皮質 匂いの識別 匂いの特徴や組み合わせを処理する 扁桃体 感情処理 匂いに快・不快などの感情的意味を与える 海馬・嗅内皮質 記憶処理 匂いと過去の出来事や場所の記憶を関連づける 言語・経験 認知・分類 香りの解釈や表現、主観的な評価に影響する

この関係から分かるのは、匂いの認識が鼻だけで完結する現象ではないということだ。化学物質の検知、神経回路による処理、感情や記憶との照合が組み合わさって、私たちが感じる「香り」が成立している。

【2026年最新の嗅覚研究】鼻の受容体マップと記憶研究で分かったこと

2026年の嗅覚研究では、鼻の中で匂いを検知する神経細胞がどのように配置されているのか、加齢によって嗅覚の情報処理がどう変化するのか、そして匂いが記憶に与える影響はどこまで確かなのかというテーマが進展している。

2026年4月28日:嗅覚受容体の新しい空間マップが判明

2026年4月28日、学術誌『Cell』に、嗅覚受容体の配置と神経接続に関する2つの研究が掲載された。

米ハーバード大学などの研究チームは、単一細胞RNAシーケンシングや空間トランスクリプトミクス、高度な顕微鏡技術を組み合わせ、マウスの嗅上皮にある受容体を発現する神経細胞の配置を詳細に調べた。

明らかになったのは、同じ種類の受容体を持つ神経細胞が、鼻の中で水平の帯状に並ぶという構造だ。従来考えられていた大まかな領域ごとの配置よりも、細かな空間的規則性があることが示された。

加えて、鼻の中の受容体の配置と脳の嗅球にある神経接続のマップが対応していることも分かった。発生過程では、レチノイン酸という分子が受容体の配置に関与することも報告されている。

なお、この研究で詳細に調べられたのはマウスの嗅覚系だ。マウスには1,000種類を超える嗅覚受容体がある一方、人間の鼻にある嗅覚受容体は約500種類とされる。マウスの結果をそのまま人間に当てはめることはできないが、嗅覚の情報処理を理解する重要な手掛かりになる。

2026年9月17日:加齢による嗅覚の変化を電気生理学的に分析

2026年9月17日には、学術誌『npj Aging』に、嗅覚の加齢変化を鼻の粘膜と脳の両方から調べた研究が公開された。

ドイツのドレスデン工科大学などの研究者らは、健康な成人73人を対象に、嗅覚検査と電気生理学的な測定を実施した。参加者は30歳未満の若年群40人と、50歳を超える高年齢群33人で構成された。

研究では、高年齢群で匂いを検知する能力、識別する能力、特定する能力が低下する傾向が確認された。また、鼻の粘膜と脳の電気的反応にも変化が見られ、脳が刺激を処理する速度の低下を示す結果が得られた。

注目すべき点は、嗅覚の加齢変化が鼻の感覚器だけの問題ではなく、末梢の神経活動と脳内の情報処理の両方に関係していたことだ。

ただし、対象者73人の研究であり、加齢以外の認知的要因などを完全に切り分けたものではない。すべての高齢者に同じ程度の嗅覚低下が生じるという意味ではない。

2026年10月26日:匂いが記憶を呼び起こす効果を18研究で検証

2026年10月26日に公開された学術誌『Psychonomic Bulletin & Review』のメタ分析では、プルースト現象に関する18件の実験・準実験研究が統合的に検証された。

分析対象となったのは、匂いによって呼び起こされた自伝的記憶と、視覚・聴覚・言葉など別の手掛かりによって呼び起こされた記憶との比較だ。

結果として、匂いを手掛かりにした記憶は、ほかの感覚的な手掛かりと比べて、次の4つの特徴で優位性が認められた。

- 感情的な強さ
- 快さ・心地よさ
- 過去に引き戻されるような感覚
- 思い出される記憶の古さ

一方、記憶の鮮明さや具体性については、匂いが一貫して優れているという統計的な結果は得られなかった。珍しさについても、全体として明確な優位性は確認されていない。

つまり、匂いは昔の記憶を呼び起こす際に特有の強みを持つものの、あらゆる記憶の面でほかの感覚を上回るわけではない。プルースト現象を科学的に評価するうえで重要な結果だ。

2026年の研究動向を総合すると、嗅覚は単純な化学物質の検出器ではなく、鼻の中の空間的な神経配置、脳内の情報処理、記憶や感情の働きが連動する高度な感覚システムとして理解されつつある。

【匂いが分からない原因とは】嗅覚障害の種類と受診の目安

普段は意識しない嗅覚だが、匂いが分からなくなったり、実際とは違う匂いを感じたりすると、食事や生活の質に大きく影響する。

嗅覚障害にはいくつかの種類があり、原因も鼻の病気から神経系の問題まで幅広い。

嗅覚障害の代表的な4つの種類

米国国立聴覚・コミュニケーション障害研究所(NIDCD)は、嗅覚障害を次のように分類している。

- 嗅覚低下(嗅覚減退・Hyposmia): 匂いを感じる能力が通常より弱くなる状態。
- 嗅覚脱失(Anosmia): 匂いをほとんど、またはまったく感じられなくなる状態。
- 異嗅症(Parosmia): 実際の匂いとは異なる、不自然な匂いとして感じる状態。
- 幻嗅(Phantosmia): 周囲に匂いの原因がないのに、何らかの匂いを感じる状態。

例えば、コーヒーが焦げ臭く感じられる、花の香りが腐敗臭のように感じられるといった変化は、異嗅症の一例に当たる。実際には存在しない煙や薬品のような匂いを感じる場合は、幻嗅に該当する可能性がある。

匂いが分からなくなる主な原因

嗅覚障害の原因は一つではない。大きく分けると、匂い分子が嗅上皮まで届きにくくなる場合と、嗅細胞や神経、脳の情報処理に問題が生じる場合がある。

代表的な原因は次のとおりだ。

原因 嗅覚への影響
風邪・ウイルス感染 鼻粘膜の炎症や嗅覚系への影響
副鼻腔炎 炎症や鼻腔の通気障害
鼻茸(鼻ポリープ) 匂い分子が嗅上皮に届きにくくなる
頭部外傷 嗅神経や関連組織が損傷する可能性
加齢 嗅覚の検知・識別能力が低下することがある
喫煙・化学物質 嗅覚組織への影響
一部の薬剤 薬剤の副作用として嗅覚が変化する場合がある
神経系の病気 嗅覚情報の処理に影響する場合がある

パーキンソン病やアルツハイマー病などの神経系疾患でも、嗅覚の変化が見られることがある。嗅覚障害が必ずしも神経疾患を意味するわけではないが、原因を調べることには意味がある。

嗅覚が低下したときは何科を受診するべきか

匂いが分からない状態が続く場合や、突然嗅覚が変化した場合は、耳鼻咽喉科で相談することが基本となる。

医療機関では、鼻や喉の診察、これまでの病歴や薬の使用状況の確認、嗅覚検査などを通じて原因を調べる。嗅覚検査では、匂いを検知できる濃度や、特定の香りを識別できるかどうかを評価する方法がある。

原因が鼻腔の閉塞であれば、その原因に応じた治療が検討される。感染症による嗅覚低下では、回復に伴って嗅覚が戻るケースもある。一方、神経系や嗅上皮に関係する障害では、経過や原因に応じた対応が必要になる。

また、嗅覚が低下すると、食べ物の風味を感じにくくなるだけでなく、煙やガス漏れ、食品の腐敗に気づきにくくなる。嗅覚だけに安全確認を頼らず、住宅用の火災警報器やガス警報器なども活用したい。

【匂いを嗅ぐこと】に関するよくある質問(FAQ)

Q1:匂いを嗅ぐと鼻の中では何が起きていますか?

答え:空気中の匂い分子が鼻腔上部の嗅上皮に到達し、嗅細胞の嗅覚受容体と結びつきます。そこで発生した電気信号が嗅神経を通って嗅球へ伝わり、さらに脳で処理されることで匂いとして認識されます。

Q2:匂いを嗅ぐと昔の記憶がよみがえるのはなぜですか?

答え:嗅覚情報が扁桃体や海馬など、感情や記憶に関係する脳領域と連携して処理されるためです。過去の出来事と結びついた香りを再び嗅ぐと、そのときの感情や場面が思い出されることがあります。

Q3:鼻が詰まると食べ物の味が分からなくなるのはなぜですか?

答え:食べ物の風味には、口から鼻へ香りが抜けるレトロネーザル経路が大きく関係しています。鼻詰まりによって香りが嗅上皮へ届きにくくなると、甘味や塩味などの基本味は感じられても、食べ物本来の複雑な風味が分かりにくくなります。

Q4:匂いの感じ方には個人差がありますか?

答え:あります。嗅覚受容体の違いだけでなく、年齢、体調、過去の経験、文化、言葉による分類なども影響します。同じ香水を心地よいと感じる人もいれば、不快に感じる人もいます。

Q5:匂いを感じなくなった場合、自然に治りますか?

答え:原因によって異なります。感染症などが原因の場合、回復に伴って嗅覚が戻ることがあります。一方、頭部外傷や神経系の問題などでは長期間続くこともあります。嗅覚の変化が続く場合は耳鼻咽喉科に相談してください。

匂いを嗅ぐという何気ない行動は、鼻の奥にある嗅上皮から始まり、嗅細胞、嗅覚受容体、嗅球、そして大脳のさまざまな領域へとつながる複雑な情報処理によって成り立っている。

匂い分子は嗅覚受容体によって検知され、神経信号に変換される。脳は複数の受容体の反応を組み合わせて匂いを識別し、さらに扁桃体や海馬などとの連携によって感情や記憶と結びつける。

2026年の研究成果からも、嗅覚の理解は新しい段階に進んでいる。4月にはマウスの嗅覚受容体の空間配置を示す研究が発表され、9月には加齢による嗅覚の神経活動の変化が報告された。10月には18件の研究を統合したメタ分析によって、匂いが自伝的記憶に与える影響が改めて検証された。

【プロの結論】 匂いを嗅ぐことは、単に鼻で空気中の物質を検出する行為ではない。周囲の危険を察知し、食べ物の風味を楽しみ、過去の出来事を思い出し、感情を動かすための情報処理でもある。

嗅覚を理解するうえで押さえたい判断基準は3つある。第一に、匂いの検知は鼻の受容体だけでなく脳の処理まで含めて成立すること。第二に、匂いの感じ方は経験や言葉によって変わること。第三に、嗅覚の変化は生活の質や健康状態を知る手掛かりにもなることだ。

いつもの食事や街の空気、ふと感じる懐かしい香り。その一つひとつの背後では、鼻と脳が絶えず情報をやり取りしている。匂いを嗅ぐという日常の動作には、人間の感覚と記憶をつなぐ精巧な仕組みが隠されている。

主な研究・参考資料:米国国立衛生研究所(NIH)、米国国立聴覚・コミュニケーション障害研究所(NIDCD)、Nature、Cell、npj Aging、Psychonomic Bulletin & Review、Cambridge University Press、Journal of Neuroscience。

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大槻 和樹

芸能取材歴10年のデスク。所属事務所の公式リリース、番組公式サイト、配信サービスの告知を一次情報として採用し、裏付けの取れない内容は記事にしていません。

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